Waardoor staat de Maan soms hoog en soms laag aan de hemel?

Ik zie de Maan soms bijna boven mijn hoofd, soms veel lager boven de horizon. Hoe komt dit? En waarom niet een baan over de Noord- en Zuidpool? Is de maanbaan een 100% plat vlak? Hoe is dit (en bijvoorbeeld het vlak van de manen van Jupiter en de ringen van Saturnus) zo vlak geworden? En waarom dan niet in hetzelfde vlak als de evenaar? Hoe kan het dat de vele inslagen op de Maan deze niet uit zijn baan hebben gebracht?

Echter, het vlak van de maanbaan maakt een hoek met (het vlak van) de evenaar van de Aarde. De oorzaak hiervan is het ontstaan van de Maan. Dit gebeurde vermoedelijk toen een hypothetisch object ter grootte van Mars (genaamd Theia) insloeg op de jonge Aarde. Hierbij smolten de twee samen, maar ontsnapte een deel van de materie, die zich verzamelde en de Maan vormde.² Bij zo'n catastrofale gebeurtenis is het onwaarschijnlijk dat de maanbaan precies in het vlak van de evenaar zou komen te liggen. De baan van de Maan maakt vermoedelijk met name door die oorzaak een hoek van circa 5° met het vlak van de evenaar van de Aarde. Die baan is dus weliswaar "gekanteld", maar vlak, zoals hierboven uitgelegd. Ook eventuele extreem grote inslagen op de Maan kunnen die baan anders doen kantelen, maar het blijft een vlakke ellips.

De schuine stand van de maanbaan is vergelijkbaar (qua idee, niet qua grootte) met de hoek van circa 23° tussen de evenaar van de Aarde en het vlak van de ecliptica, waarin de planeten om de Zon bewegen — met andere woorden, de scheve stand van de aardas. Door dit laatste staat de Zon soms 's middags hoog in het zuiden (in onze zomer) en soms laag (winter). In de Lage Landen wonen we op een geografische breedtegraad van ongeveer 51° noord, waardoor de Zon gemiddeld op een hoogte van 90°-51° = 39° boven de zuidelijke horizon staat. Exact is dit alleen het geval aan het begin van de lente en herfst. Aan het begin van de zomer en winter is dit respectievelijk 39°+23° = 62° en 39°-23° = 16°, simpelweg doordat ons noordelijk halfrond in het ene geval 'naar de Zon toe' geknikt is, in het andere 'van de Zon af'. Deze cyclus duurt een jaar; de omlooptijd van de Aarde om de Zon.

De Maan volgt ongeveer de ecliptica, het jaarlijkse pad van de Zon aan de hemel, maar heeft daar slechts een maand voor nodig. De extremen vinden dus een keer per maand plaats, ruim twaalf keer zo vaak als voor de Zon. Als het Nieuwe Maan is staat de Maan in dezelfde richting als de Zon en heeft dus vergelijkbare extremen: hoog aan de hemel in de zomer, laag in de winter.

De maanbaan maakt zoals we zagen echter een hoek van circa 5° ten opzichte van de evenaar van de Aarde, die nog eens bovenop de genoemde getallen komt. De Nieuwe Maan staat hierdoor bij ons tussen de 57° en 67° boven de horizon in het zuiden aan het begin van de zomer (62°±5°), en tussen de 11° en 21° (16°±5°) in de winter. Voor de Volle Maan is dit precies omgekeerd, en voor de andere fasen en/of seizoenen zit het hier ergens tussenin. Het is dus niet mogelijk dat de Maan boven de Noord- of Zuidpool van de Aarde komt te staan.

¹ Er zijn kleine, nauwelijks zichtbare verstoringen door de andere planeten. De baan is dus niet 100,00000% vlak, maar voor alle blote-oog waarnemingen over de hoogte van de Maan is dit in de praktijk 100%.

² Zie de Wikipediapagina Grote-inslaghypothese voor details.

Volg de gebeurtenissen aan de sterrenhemel ook via